4.Endüstriyel Hammaddeler Sempozyumu 11819 Ekim 2001, krmr, Türkiye Olivin: Türkiye'de Tanınmayan Çok Amaçlı Kullanımı Olan Bir Hammadde Ve Ülkemiz Olivin Potansiyeline Bir ÖrnekKızıldağ (AksekiAntalya) Olivin Yatağı V.Zedef&A.Döyen Selçuk Üniversitesi, Mühendislik Fak., KONYA ÖZET: Kızıldağ olivin yatağı Kızıldağ ultramafikleri içinde yer alır. Olivinin asıl kaynağı, ultramafikler içinde bulunan dünitlerdir. Dünitlerin en önemli bileşeni forsteritik olivin (Mg 2 SiO ) olup ortalama MgO % 55, Si0 2 %37.5 ve Fe 2 % 8.3'tür. Bu oranlar hem demirçelik hem de refrakter sanayiinin talep ettiği oranlar arasındadır. Kızıldağ olivinlerinin rezervi ise 9 milyar ton civarlarında olup Dünyanın bilinen en büyük olivin yatağı Aheim'le (Norveç) karşılaştırılabilir. Antalya limanına yaklaşık 120 km olan Kızıldağ olivinleri uluslararası piyasaya sunulabilir. Yurtiçindeki en büyük dezavantajı ise henüz tanınmamış olmasıdır. ABSTRACT: Kızıldağ olivine deposit is found within the Kızıldağ ultramafics. The main source of the olivine is the dunites, which are found in ultramafic rocks. The major component of dunites is forsterıtıc olivine (Mg 2 SiO ), which consists of 55 % MgO, 37.5 % silica and 8.3 % Fe 2. This percentages are suitable for both the steel and refractory industries. The reserve of the Kızıldağ olivine deposits is about 9 billion (9.000.000.000) tons, which is comparable to the World's largest olivine deposits of Aheim (Norway). The olivines of Kızıldağ can easily be exported to the international markets because of nearby port facilities of Antalya are 120 km far from the deposits. The main disadvantage of the olivine in domestic market is not well recognized as yet. 1. GIRIŞ Forsteritik olivin (Mg 2 Si0 4 ) diğer endüstriyel hammaddelerle kıyaslandığında ticari olarak oldukça genç bir hammadde sayılabilir. Kullanımı giderek yaygınlaşmakta ve önemi de giderek artmaktadır. 1950'li yıllarda Dünya'nın yıllık tüketimi 800 000 ton iken 1990*lı yılların başında olivin üretiminin 4 milyon tondan daha fazla olduğu sanılmaktadır (Evans, 1993)..Önceden refrakter tuğla yapımında kullanılan olivin, 1960'ların başında döküm kumu, ortasında ısı depolayıcı tuğla olarak sobalarda (night storage heater bricks) kullanılmaya başlanmıştır. Günümüzde ise olivinin kullanımı bir adım daha genişlemiş ve demirçelik endüstrisinde yüksek fırınlarda cüruflaştırıcı olarak kullanılmaktadır. 1980'lerden itibaren üretilen olivinin yarıdan fazlası (% 70) demirçelik endüstrisi tarafından tüketilmeye başlanmıştır (Watson, 1980). Olivin bilhassa bu alanda kireçtaşı, doloniit ve silis kumunun yerini almaktadır. Forsteritik olivinin yüksek fırınlarda kireçtaşı, dolomit ve silis kumunun yerini alması hem ekonomik hem de sağlık ve çevreyle ilgilidir. Zira forsteritik olivinler hem yüksek oranda Mg (Dolomitten daha fazla) hem de Si içerirler, dolayısıyla çelik üretiminde dolomit ve silisten daha az olivin kullanılır. Bu da açığa çıkan cürufun ağırlık ve hacim olarak daha az olmasını sağlar ve üretimde birim maliyetleri düşürür. Diğer taraftan olivinin serbest silis içermemesi serbest silisin sebep olduğu silikoz hastalığı riskini de ortadan kaldırır. Türkiye'de ultramafik kayaçlar oldukça geniş alanlar kaplar. Bu alanlarda birçok yerde forsteritik olivinli dünitler yer alır. AdanaKarsantı Kızılyüksek, ElazığGulemanKef ve Bursa Orhaneli ultramafikleri içindeki dünit masifleri 299
V.Zedef&A.Döyea buna örnek verilebilir, (DPTolivin raporu, 1995). DPT raporunda özellikle Kızılyüksek'teki olivinlerin milyarlarca ton olabileceği belirtilmektedir. 1999 yılı yaz aylarında özel bir şirket tarafından işletmeye açılan Kızıldağ (AksekiAntalya) olivin yatağının jeolojik ve kimyasal özelliklerinin ortaya konularak dünyanın diğer önemli olivin yataklarıyla karşılaştırılması bu çalışmanın temel konusudur. Yatakla ilgili ilk bulgular Zedef ve Döyen (1999)'de 'ön rapor' olarak sunulmuştur. 2. COĞRAFİ KONUM Kızıldağ, coğrafik olarak Konya ve Antalya ü sınırında Orta Toroslar'da yer alır. Seydişehir'in yaklaşık 20 km güneybatısında bulunan Kızıldağ'ın (Şekil 1), batısında Beyşehir'e (Konya) bağlı Çamlık Kasabası (eski adı Dalayman) ve güneydoğusunda Akseki'ye (Antalya) bağlı Bademli Köyü bulunur (Şekil 2). Çamlık ve Bademli yerleşim birimlerinin köy hududu da esasen Kızıldağ'ın zirvesinden geçmekte olup Kızıldağ'ın ekonomik öneminden (yer yer kromit kütleleri de mevcut) dolayı da bu sınır iki yerleşim birimi arasında sürekli tartışmalara neden olmaktadır. Bu sebeple Kızıldağ olivin yatağı hem Antalya hem de Konya il sınırları içinde kalmaktadır. Ultramafiklerin bulunduğu Kızıldağ'ın kendisi tatlı bir topağrafyaya sahipken etrafındaki kireçtaşları yörede oldukça dik ve sarp tepeleri oluşturur (Şekil 2). 3. JEOLOJİ Şekil 1. Çalışma alanı (Taralı kısım) 7er bulduru haritası. olup altındaki Huğlu Önceki çalışmalarda Kızıldağ ultramafikleri Çamlık grubu adı altında bünyelerinde barındırdıkları dünit, harzburjit, kromit kütleleri ve diyabaz dayklarıyla birlikte değerlendirilmişlerdir (Şen, 1996). Şen'e (1996) göre bu grup allokton Bozkır birliği içinde 300 ve üstündeki Gencek gruplarıyla düşük açılı tektonik dokanaklıdır. Aynı çalışmada (Şen, 1996) Kızıldağ ultramafiklerinin oluşum yaşını Üst Kretase olarak belirlemiş ve grubun toplam kalınlığının da 350 m kadar olduğunu belirtmiştir. Bölge şiddetli deformasyon geçirmiş ve birçok nap içermektedir (Karakoç, 1994).
4.Endüstriyel Hammaddeler Sempozyumu 11819 Ekim 2001, izmir, Turiaye Kızıldağ ultramafikleri, inceleme sahasında Toroslara ait Mesozoyik yaşlı Idreçtaşlan tarafından Uç yönden kuşatılmış halde ancak bu kireçtaşlarına bindirmiş vaziyette bulunurlar (Şekil 2). Güney kısımda Dumdum ve Kuyuboğazı alanr mevkiilerinde görünüşte oldukça ince bir alüvyon örtüsü yer alır. Bu alüvyonlar içerisinde yer yer kireçtaşı adacıkları mostra verir. Çoğunlukla dünit bileşimli ultramafikler BeyşehirAkseki yolunun 50. km'sinden başlayıp Çamlık Kasabası istikametinde yayılım göstererek muhtemelen Yeşildağ'a oradan da Beyşehir Gölü'nün kuzeyine kadar uzanmaktadırlar. Çalışma alanında yaklaşık olarak 10 km 2 Tık bir alanda gözlenen ultramafikler dünit bileşimlidir. Kızıldağ'da ultramafikler 14501977 m kotları arasında bulunurlar. Dünitlerin görünür kalınlığı ortalama olarak 300 m tesbit edilmiştir. Kızıldağ hemen hemen tamamen masif dünit kütlesinden müteşekkildir. Derlenen numunelerin ortalama yoğunluklarının 3.1 gr/cm 3 olduğu düşünülürse yötedeki olivin rezervinin 9 milyar ton civarlarında olduğu anlaşılır. Bu oldukça önemli bir rakam olup, yapılacak jeofizik çalışmalarla dünitik gövdenin ne kadar derine indiği tesbit edilerek rezerv hesaplamaları genişletilebilir. Böyle bîr çalışmayla rezerv muhtemelen artacaktır. Çamlık Kasabası dolaylarında ultramafikler içinde çeşitli boyutlarda kireçtaşı olistolitleri gözlenir. Olistolitlerin bulunduğu bu kesimlerdeki ultramafiklerde serpantinleşme de yaygındır, muhtemelen ultramafikolistolit kontaktları serpantinleşmeyi gerçekleştiren su için kanal vazifesi görmüş olmalıdırlar. Şekil 2. Kızıldağ ve yöresinin jeolojik haritası. Yapılan arazi çalışmaları esnasında, Kızıldağ'ın güneydoğusunda en az iki lokasyonda 20x15 m boyutlarında, genellikle siyah renkli ve mikrogabro olarak düşünülen dayklar gözlenmiştir. Bunların yayılımları fazla değildir. Kızıldağ'da ekonomik Jcromit konsantrasyonları, da mevcuttur. Kromitler kapalı işletme yöntemiyle 1980'li yılların sonundan 1999 yılma kadar işletilmiş ve tahminen 100.000 ton veya daha fazla bir cevher özellikle Kızıldağ'ın güney yamaçlarında 301
V. Zedef& A.Döyen açılan üç ana^ galeri vasıtasıyla alınmıştır. Sahanın işletme hakkına sahip olan şirket kromit üretimine son vererek olivin üretmeye başlamışta. Çıkarılan olivin Afyon'un Çay İlçesine nakledilmekte orada öğütülüp tasnif edilerek pazarlanmaktadır. Olivinin hem pazarlanmasıyla hem de üretimin miktarı ile ilgili veriler elimizde mevcut değildir. 4. MİNERALOJİK VE KİMYASAL BİLEŞİM Yapılan mikroskobik incelemelerde kayaçta olivin en baskın mineral olup % 9095'dir. Olivine % 23 koyu renkli mineraller (çoğunluğu kromit), piroksen ve özellikle çatlaklı kesimlerde % 12 oranında serpantin(?), talk(?) ve asbest eşlik etmektedir. Bu bileşim Kızıldağ'daki dünitlerin hemen her yerinde homojendir. Olivinler makro olarak iki ayrı renkte gözlenmiştir. Bunlardan biri koyu yeşilparlak renkli, diğeri de pembeaçık yeşilparlak renklidir. Kimyasal analizler öğütülmüş (250 mesh) ve 105 C'de 24 saat etüvde kurutulmuş ve Kızıldağ'dan derlenen dört adet örnek üzerinde Konya Krom Magnezit A.Ş'nin laboratuvarlannda ıslak analiz metoduyla yapılmıştır. Spesifik graviteleri 3.1 gr/cm 3 (3.15, 3.05 3.1 ve 3.1 gr/cm 3 ) olan bu dört örnek kimyasal olarak da oldukça homojen bir bileşimdedir. Örneğin örneklerdeki MgO oram % 5 ile 50.3, Si0 2 % 37.25 ile 37.73 ve Fe 2 % 7 ile 9 arasındadır. Bu nedenle sonuçlar ayrı ayrı değil karşılaştırmanın da kolaylığı açısından Dünya'nın diğer önemli olivin yataklarıyla birlikte Çizelge 1 'de verilmiştir. Çizelge 1. Kızıldağ ve Dünyadaki diğer önemli olivin yataklarının kimyasal bileşimi. Olivin yatağı Kızıldağ* Aaheım (Norveç)** Norddal (Norveç)** Lefdal (Norveç)*** Hokkaido (Japonya)** Carolina (ABD)** Washington (ABD)** St. Stefan (Avusturya)*** Handol (isveç)**** Jamaica***** MgO 55 49.0 48.0 4749 47.0 50.5 49.4 48 45 max 50.05 *Bu çalışma (4 örneğin ortalama kimyasal bileşimi), (1984), *****Scott ve diğ. (1999) S. TARTIŞMA VE SONUÇLAR Ekonomik öneme sahip olivin yatakları Alpın tip intrüzyonlar içindeki dünitlerde bulunur (Harben ve Bates 1990). Açıktır ki Kızıldağ olivinleri ülkemizde de sıklıkla görülen Alpin tip ultramafık kuşaklar içinde yer alan Kızıldağ ultramafikleri içinde şekillenmişlerdir. i Si0 2 : 37.5 42.6 41.5 4041 4 40.1 41.2 41 42.5mın 41.1 Fe 2 8.3 6.0 7.6 7.58 5 6.7 7.1 10.5 7.59 0 8.6 CaO a.e. 0.5 08 Al 2 0» 0.4 1.6 1.0 1.0 Ateş Kaybı 0.6 11.5 3.0 N *Bjoerum (1975), *** Skilen (1995), ****Griffiths içerikleri ve düşük Si0 2 yüzdeleriyle oldukça kaliteli olarak sınıflandırılabilir. Kızıldağ olivinlerinde Si0 2 'nin diğer önemli yataklara nazaran daha düşük (% 37.5) olduğu gözlenmektedir. Bu oran hem çelik üretiminde hem de refrakter sanayiinde kabul edilen oranlar dahilindedir. Zira düşük Si0 2 oranları üretilen çeliğin kalitesine olumsuz bir etki yapmamaktadır (Griffiths, 1989). Griffıths'e göre refrakter sanayiinde kullanılan olivinlerde ise Si0 2 'nın % 25'e kadar düşmesinde bir sakınca yoktur. Ticari öneme sahip olivinler tipik olarak % 4551 MgO, % 4043 Si0 2, % 78 Fe 2 ve % 2 diğer oksitleri (A1 2, Tİ0 2, MnO, Cr 2, NİO vd.) içerir. Hatta % 3642 oranında MgO içeren dünitler bile olivin kaynağı olarak kullanılmaktadır (Skillen, 1995). Dünya'nın en önemli aynı zamanda en kaliteli olivin üreticisi Norveç'in olivinleri % 4850 MgO, % 4243 Si0 2 ve % 6.87.3 Fe 2 içermektedir (Olerud, 1993). Çizelge l'den de görülebileceği gibi Kızıldağ olivinleri yüksek MgO Dünyanın bilinen en büyük olivin yatağı Norveç'in fiyortlarıyla ünlü Aheim bölgesindedir. Gnayslar içindeki dünit masiflerinde yer alan bu yatakların rezervi sınırsız (2530 km 3 ) olarak tanımlanmakta ve Dünya olivin tüketiminin yarısı bu yataktan karşılanmaktadır. Zira yataklar limana çok yakın (4 km) ve üretilen olivin bantlı taşıyıcılarla bir tünel vasıtasıyla doğrudan limana ulaştırılmaktadır. Bu olanak, Norveç'i Dünya olivin piyasasında en önemli ülke konumuna getirmiştir. Yaklaşık 9 302
4.Endüstriyel Hammaddeler Sempozyumu 11819 Ekim 2001, izmir, Türkiye milyar tonluk rezerv ve yüksek kaliteleriyle Kızıldağ olivinleri Antalya Limanına 120 km kadar bir mesafededir. Bu ekonomik açıdan karşılanabilir bir mesafe olup olivinler uluslararası tüketime sunulabilir. Bu ise ülkemiz açısından önemli bir kazanç olacaktır. Devlet Planlama Teşkilatı'nın olivin raporuna göre (1995) olivinin yurtiçi piyasasındaki en büyük dezavantajı konuyla ilgili sanayici ve işadamlarının olivinle günümüze kadar hiç tanışmamış olmaları ve önemini kavramamalarıdır. KAYNAKLAR Bjoerum, H., 1975. Olivinean interesting industrial mineral. Industrial Minerals, December, 47 51. DPT olivin raporu, 1995. Madencilik Özel İhtisas Komisyonu Endüstriyel Hammaddeler Alt Komisyonu. SeramikRefrakterCam Hammaddeleri Çalışma Grubu raporu, Ankara, Cilt 2, Olivin dosyası, s 171191 Evans, A. M., 1993. Ore geology and industrial minerals. Blackwell Sei., Oxford, 389 s. Griffiths, J., 1984. Olivineexchanging new uses for old. Industrial Minerals, September, 6579. Griffiths, J., 1989. Olivinevolume the key to success: Industrial Minerals, January, 2538. Harben, P. W. and Bates,.R. L., 1990. Industrial minerals, geology and world deposits,.metal Bulletin, 312 s. KaTakoç, İ, 1994. Orta Toros naplan. Yüksek Lisans Semineri II (Yayınlanmamış), Selçuk Univ., Fen Bilm. Ens., Konya. Olerud, S., 1993. Norway's industrial minerals Production&development trends. Industrial Minerals, April, 5563. Scott, P. W., Jackson, T. A. and Dunham, A. C., 1999. Economic potential of the ultramafic rocks of Jamaica and Tobago: two contrasting geological settings in the Caribbean. Mineralium Deposita, 34, 718723. Skillen, A., 1995. Olivinelong live the evolution. Industrial Minerals, February, 2331. Şen, O., 1996. Üzümlü (Beyşehir güneyikonya) ve Bademli (Akseki kuzeyiantalya) arasında kalan Toroslar'ın stratigrafisi ve tektonik özellikleri. Doktora Tezi (yayınlanmamış), Selçuk Üniv. Fen Bilimleri Enstitüsü, Konya, 186 s. Watson, I., 1980. Olivine and duniteslag uses foster right market. Industrial Minerals, December, 5763. Zedef, V. ve Doyen, A., 1999. Kızıldağ ultramafikleri içinde yeni bulunan Dünyanın bilinen ikinci büyük olivin yatağı. S. Ü. Müh.Mim. Fak. Derg., 14 (2), 8990. 303